JP2651137B2 - 水位制御装置 - Google Patents
水位制御装置Info
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- JP2651137B2 JP2651137B2 JP60081475A JP8147585A JP2651137B2 JP 2651137 B2 JP2651137 B2 JP 2651137B2 JP 60081475 A JP60081475 A JP 60081475A JP 8147585 A JP8147585 A JP 8147585A JP 2651137 B2 JP2651137 B2 JP 2651137B2
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- Control Of Non-Electrical Variables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は原子力発電プラントの湿分分離器ドレンタン
クの水位制御装置に関するものである。
クの水位制御装置に関するものである。
原子力発電プラントにおいて、高圧タービンで仕事
し、排出された蒸気は重量比で約10％程度の水分を含ん
だ湿り蒸気となつている為、このまま低圧タービンに導
入すると低圧タービンの動翼を損傷させる虞れがあり、
且つい低圧タービンの効率が低下する問題がある。この
為、高圧タービンの排出蒸気は低圧タービンに導入する
前に湿分分離器に導き、ここで水分を飽和蒸気とに分離
される。分離された蒸気は低圧タービンに導かれ、分離
された水分はドレンとなる。ドレンは湿分分離器の下方
に設けられたドレンタンクに落下し、一旦貯水された
後、調節弁を経て排出される。
し、排出された蒸気は重量比で約10％程度の水分を含ん
だ湿り蒸気となつている為、このまま低圧タービンに導
入すると低圧タービンの動翼を損傷させる虞れがあり、
且つい低圧タービンの効率が低下する問題がある。この
為、高圧タービンの排出蒸気は低圧タービンに導入する
前に湿分分離器に導き、ここで水分を飽和蒸気とに分離
される。分離された蒸気は低圧タービンに導かれ、分離
された水分はドレンとなる。ドレンは湿分分離器の下方
に設けられたドレンタンクに落下し、一旦貯水された
後、調節弁を経て排出される。
湿分分離器ドレンタンクの水位制御装置には、実開昭
56−124704号に示されるように、常用水位制御系の他、
非常用水位制御系を設け、非常用水位制御系は、水位調
節計の出力信号と水位の上昇率とを検出する為の一次微
分器を設け、一次微分器の出力信号と非常用水位調節計
の出力信号とを比較し、湿分分離器ドレンタンクの水位
上昇率が大きい場合には、非常用水位調節弁を速やかに
動作させ、湿分分離器ドレンタンクの水位が異常に上昇
することがないように制御する方式が知られている。
56−124704号に示されるように、常用水位制御系の他、
非常用水位制御系を設け、非常用水位制御系は、水位調
節計の出力信号と水位の上昇率とを検出する為の一次微
分器を設け、一次微分器の出力信号と非常用水位調節計
の出力信号とを比較し、湿分分離器ドレンタンクの水位
上昇率が大きい場合には、非常用水位調節弁を速やかに
動作させ、湿分分離器ドレンタンクの水位が異常に上昇
することがないように制御する方式が知られている。
しかし従来方式によつて非常用水位調節弁を速やかに
動作させる為には一次微分器の感度を上げて設定する必
要がある一方、湿分分離器ドレンタンクの水位は常時小
さな振幅で脈動を繰返している為、一次微分器の感度を
下げて設定しないと通常運転中においても非常用水位調
節弁が開き、ドレンが復水器側に排出される為、常用水
位制御系と非常用水位制御系とが干渉を生じやすかつ
た。
動作させる為には一次微分器の感度を上げて設定する必
要がある一方、湿分分離器ドレンタンクの水位は常時小
さな振幅で脈動を繰返している為、一次微分器の感度を
下げて設定しないと通常運転中においても非常用水位調
節弁が開き、ドレンが復水器側に排出される為、常用水
位制御系と非常用水位制御系とが干渉を生じやすかつ
た。
本発明の目的は発電機の自動負荷追従運転や主さい止
弁、中間さい止弁、タービンバイパス弁等の開閉テスト
によつて生ずる負荷の急変時においても、ドレン排出流
量を目標値通り制御することによつて安定に作動し得る
湿分分離器ドレンタンク水位制御装置を提供することに
ある。
弁、中間さい止弁、タービンバイパス弁等の開閉テスト
によつて生ずる負荷の急変時においても、ドレン排出流
量を目標値通り制御することによつて安定に作動し得る
湿分分離器ドレンタンク水位制御装置を提供することに
ある。
湿分分離器ドレンタンクの水位制御装置は常用制御系
と非常用水位制御系とによつて構成されるが、いずれも
湿分分離器ドレンタンクよりの排出ドレン流量を調節弁
によつて制御してドレンタンク水位を規定値に保つ方法
で、いわゆる出口制御方式である。調節弁のドレン通過
流量は一般に次記（１）〜（４）式で示される。
と非常用水位制御系とによつて構成されるが、いずれも
湿分分離器ドレンタンクよりの排出ドレン流量を調節弁
によつて制御してドレンタンク水位を規定値に保つ方法
で、いわゆる出口制御方式である。調節弁のドレン通過
流量は一般に次記（１）〜（４）式で示される。
ΔP1＝P1−P2 ……（２） ΔP2＝Km（P1−γｃ・Ps ……（３） ただしΔPaはΔP1とΔP2の内いずれか小さい方とする P1＝P0＋Ｈ・γ−ΔPP1 ……（４） 〔記号説明〕 W:調節弁通過ドレン流量 α：定数 Cv:調節弁の流量係数 ΔPa:調節弁容量計算用差圧 ΔP1:調節弁の実差圧 ΔP2:調節弁容量計算の為の許容差圧 Km:調節弁の圧力回復係数 γc:ドレンの臨界圧力比 Ps:ドレンの飽和圧力 P1:調節弁入口圧力 P2:調節弁出口圧力 H:湿分分離器内水面より調節弁入口迄のレベル差 ΔPP1:湿分分離器ドレンタンクから調節弁入口までのド
レン流動による圧力損失 γ：ドレンの比重 湿分分離器ドレンは飽和水である為、一般には、ΔP1
≧ΔP2となりドレン流量Ｗは調節弁入口圧力P1と調節弁
のCv値とドレン比重γの関数となり、前掲の（１）式で
表わされる。ただし、該（１）式のαは比例常数であ
る。従って、この式の意味するところは、 Cvやγが一定であれば、ＷはΔPaの平方に比例する。
レン流動による圧力損失 γ：ドレンの比重 湿分分離器ドレンは飽和水である為、一般には、ΔP1
≧ΔP2となりドレン流量Ｗは調節弁入口圧力P1と調節弁
のCv値とドレン比重γの関数となり、前掲の（１）式で
表わされる。ただし、該（１）式のαは比例常数であ
る。従って、この式の意味するところは、 Cvやγが一定であれば、ＷはΔPaの平方に比例する。
ということであって、Cv,γ，ΔPaのみに基づいてＷの
値は算出できない。この為タービン負荷急減少等によつ
て湿分分離器の内圧P0が急減少すると、これに伴つて許
容差圧ΔP2も急減少する為調節弁開度を一定に保持した
場合には排出ドレン流量も急減少する特性がある。反対
に、負荷急上昇等によつて湿分分離器の内圧P0が急増す
るとΔP2が急増する為、調節弁開度を一定に保持した場
合は排出ドレン流量Ｗも急増する特性がある。
値は算出できない。この為タービン負荷急減少等によつ
て湿分分離器の内圧P0が急減少すると、これに伴つて許
容差圧ΔP2も急減少する為調節弁開度を一定に保持した
場合には排出ドレン流量も急減少する特性がある。反対
に、負荷急上昇等によつて湿分分離器の内圧P0が急増す
るとΔP2が急増する為、調節弁開度を一定に保持した場
合は排出ドレン流量Ｗも急増する特性がある。
一方、湿分分離器の分離用波板で分離されたドレンは
集水路を通つて湿分分離器ドレンタンクに流入する為、
分離後ドレンタンクに貯水される迄約20〜40秒間を必要
とする特性がある。この結果、湿分分離器ドレンタンク
水位信号のみでドレンタンク水位調節弁を制御する方式
を採用した場合においては、タービン負荷急減少時の動
作を例にとると、流入ドレン流量が一定であるにかかわ
らず調節弁入口圧力の急減少によつて、排出ドレン流量
が急減少する為、流入ドレン流量よりも流出ドレン流量
の方が少量となりこのアンバランスによつて湿分分離器
ドレンタンクの水位が急上昇する。ドレンタンク水位の
上昇を検出し、水位調節計の制御動作によつて水位調節
弁の開度が増加してドレン排出流量を増す結果、負荷急
減少開始の20〜40秒後がレベル上昇のピークとなり、そ
の後はドレンタンクに流入するドレン流量の急減少と、
調節弁開度の開き過ぎによる排出ドレン流量増加に伴う
ドレン流出，入流量のアンバランスの為に、ドレンタン
ク水位が急降下し、常用制御水位よりも大幅に低下す
る。本発明者らの実機運転試験により、上記の水位急降
下の後、レベル回復に数分間を要することが確認され
た。
集水路を通つて湿分分離器ドレンタンクに流入する為、
分離後ドレンタンクに貯水される迄約20〜40秒間を必要
とする特性がある。この結果、湿分分離器ドレンタンク
水位信号のみでドレンタンク水位調節弁を制御する方式
を採用した場合においては、タービン負荷急減少時の動
作を例にとると、流入ドレン流量が一定であるにかかわ
らず調節弁入口圧力の急減少によつて、排出ドレン流量
が急減少する為、流入ドレン流量よりも流出ドレン流量
の方が少量となりこのアンバランスによつて湿分分離器
ドレンタンクの水位が急上昇する。ドレンタンク水位の
上昇を検出し、水位調節計の制御動作によつて水位調節
弁の開度が増加してドレン排出流量を増す結果、負荷急
減少開始の20〜40秒後がレベル上昇のピークとなり、そ
の後はドレンタンクに流入するドレン流量の急減少と、
調節弁開度の開き過ぎによる排出ドレン流量増加に伴う
ドレン流出，入流量のアンバランスの為に、ドレンタン
ク水位が急降下し、常用制御水位よりも大幅に低下す
る。本発明者らの実機運転試験により、上記の水位急降
下の後、レベル回復に数分間を要することが確認され
た。
負荷急減少時においても排出ドレン流量が急減少する
ことがないよう制御する為、本発明はカスケード設定形
の流量調節計を設け、流量調節計の目標流量はドレンタ
ンクの水位調節計出力信号によつて設定すると共に常時
ドレン流量を計測し、負荷急減によつて湿分分離器内圧
が急低下した場合は直ちに調節弁通過流量の低下を検出
し、ドレンタンク水位が上昇する前に流量調節計の制御
動作により調節弁開度を増しドレン排出流量を負荷急減
少の直前値迄復帰させ、流入ドレン流量と排出ドレン流
量とのバランスを図り、ドレンタンク水位の異常上昇を
防止するものである。また、本発明は、前記と反対に負
荷急増加によつて湿分分離器内圧が急上昇した場合は直
ちに調節弁通過流量の増加を検出して流量調節計の制御
動作によつて調節弁開度を減じ、ドレン排出流量を負荷
急増直前値迄復帰させ、流入ドレン量と排出ドレン量と
のバランスを図りドレンタンク水位の異常低下を防止す
るものである。
ことがないよう制御する為、本発明はカスケード設定形
の流量調節計を設け、流量調節計の目標流量はドレンタ
ンクの水位調節計出力信号によつて設定すると共に常時
ドレン流量を計測し、負荷急減によつて湿分分離器内圧
が急低下した場合は直ちに調節弁通過流量の低下を検出
し、ドレンタンク水位が上昇する前に流量調節計の制御
動作により調節弁開度を増しドレン排出流量を負荷急減
少の直前値迄復帰させ、流入ドレン流量と排出ドレン流
量とのバランスを図り、ドレンタンク水位の異常上昇を
防止するものである。また、本発明は、前記と反対に負
荷急増加によつて湿分分離器内圧が急上昇した場合は直
ちに調節弁通過流量の増加を検出して流量調節計の制御
動作によつて調節弁開度を減じ、ドレン排出流量を負荷
急増直前値迄復帰させ、流入ドレン量と排出ドレン量と
のバランスを図りドレンタンク水位の異常低下を防止す
るものである。
以上に略述したようにして前記の目的（安定したドレ
ンタンク水位制御）を達成するため、本発明に係る湿分
分離器ドレンタンクの水位制御装置は、高圧タービンの
排気および抽気の少なくとも何れか一方を低圧タービン
に導入する蒸気配管と、該蒸気配管の途中に設けた湿分
分離器と、該湿分分離器のドレンタンクと、該ドレンタ
ンクに接続されたドレン配管と、該ドレン配管に設けた
常用及び非常用の調節弁とを有する原子力発電プラント
における上記湿分分離器のドレンタンク内の水位を所定
値に保つための水位制御装置において、上記湿分分離器
のドレンタンクの水位の検出信号に基づいて流量設定信
号を出力する水位調節計と、該水位調節計の出力信号に
基づいて目標流量を設定するとともに上記調節弁の通過
流量をフィードバック信号として目標流量になるように
上記調節弁の流量制御をするカスケード設定形の流量調
節計とから成る上記常用調節弁を常用水位に制御する常
用水位制御系と、上記非常用調節弁を規定水位を越えな
いように制御する非常用水位制御系とを独立して設けた
ことを特徴とする。
ンタンク水位制御）を達成するため、本発明に係る湿分
分離器ドレンタンクの水位制御装置は、高圧タービンの
排気および抽気の少なくとも何れか一方を低圧タービン
に導入する蒸気配管と、該蒸気配管の途中に設けた湿分
分離器と、該湿分分離器のドレンタンクと、該ドレンタ
ンクに接続されたドレン配管と、該ドレン配管に設けた
常用及び非常用の調節弁とを有する原子力発電プラント
における上記湿分分離器のドレンタンク内の水位を所定
値に保つための水位制御装置において、上記湿分分離器
のドレンタンクの水位の検出信号に基づいて流量設定信
号を出力する水位調節計と、該水位調節計の出力信号に
基づいて目標流量を設定するとともに上記調節弁の通過
流量をフィードバック信号として目標流量になるように
上記調節弁の流量制御をするカスケード設定形の流量調
節計とから成る上記常用調節弁を常用水位に制御する常
用水位制御系と、上記非常用調節弁を規定水位を越えな
いように制御する非常用水位制御系とを独立して設けた
ことを特徴とする。
次に、本発明の１実施例を第１図について説明する。
原子炉１で発生した蒸気は高圧タービン２に導びかれ、
ここで仕事をして湿り蒸気となつて蒸気配管3aに排出さ
れる。排出された湿り蒸気は湿分分離器４に導びかれ、
ドレンと蒸気とに分離される。蒸気は蒸気は蒸気配管3b
を経て低圧タービン５に導びかれ、ここで仕事をした
後、復水器10に排出される。高圧タービン２と低圧ター
ビン５とは発電機６を回転させ、ここで発電を行う。湿
分分離器４の波板4aで分離されたドレンは集水路4bを経
て湿分分離器４の下側に設けたドレンタンク７に一旦貯
水した後、ドレン配管8a,8bと、常用流量検出器33と常
用調節弁37とドレン配管8cとを経て給水加熱器９に排出
される。給水加熱器９に排出されたドレンは高温である
為、給水ポンプ11から送られた給水を加熱昇温し熱回収
の後、給水は原子炉１に送水し、温度の低下したドレン
は記載していないドレン配管系統を経て復水器10に排出
される。
原子炉１で発生した蒸気は高圧タービン２に導びかれ、
ここで仕事をして湿り蒸気となつて蒸気配管3aに排出さ
れる。排出された湿り蒸気は湿分分離器４に導びかれ、
ドレンと蒸気とに分離される。蒸気は蒸気は蒸気配管3b
を経て低圧タービン５に導びかれ、ここで仕事をした
後、復水器10に排出される。高圧タービン２と低圧ター
ビン５とは発電機６を回転させ、ここで発電を行う。湿
分分離器４の波板4aで分離されたドレンは集水路4bを経
て湿分分離器４の下側に設けたドレンタンク７に一旦貯
水した後、ドレン配管8a,8bと、常用流量検出器33と常
用調節弁37とドレン配管8cとを経て給水加熱器９に排出
される。給水加熱器９に排出されたドレンは高温である
為、給水ポンプ11から送られた給水を加熱昇温し熱回収
の後、給水は原子炉１に送水し、温度の低下したドレン
は記載していないドレン配管系統を経て復水器10に排出
される。
通常運転中においてドレンタンク７の水位が低下し、
ドレンタンク７が空になると湿分分離器４の蒸気が給水
加熱器９に流出し、低圧タービン５に送られる蒸気流量
が減少する為に低圧タービン５の出力が低下するという
問題があり、反対にドレンタンク７の水位が上昇してド
レンタンク７が満水すると湿分分離器４で分離したドレ
ンはドレンタンク７に落下することができない為に蒸気
配管3bを通つて低圧タービン５に流入し、低圧タービン
５の動翼に損傷を与える恐れがある為に記載していない
タービン保護制御装置によつて高圧タービン２及び低圧
タービン５を自動的に停止させるようになつている。こ
の為にドレンタンク７の水位が常に規定値になるよう
に、通常運転中は常用水位検出器31と常用水位調節計41
と常用流量検出器33と常用流量調節計44と常用調節弁37
とによつて制御する。万一常用調節弁37が全閉となるか
又は何らかの事情で水位が異常に上昇した場合において
もドレンタンク７が満水してタービンが自動停止に至る
ことがないよう非常用水位検出器32と非常用水位調節計
51と非常用流量検出器53と非常用調節弁38とによつてバ
ツクアツプ制御を行い、ドレンタンク７の水位が非常用
水位調節計51の設定水位を越えないように制御する。本
例における常用流量検出器33と非常用流量検出器53と
は、超音波式流量計を採用しているが、オリフイス又は
ベンチユリー管もしくはピトー管等によつて差圧を検出
し流量を測定する方式、又は電磁流量計による方法等も
採用可能である。第２図によつて常用制御系の制御方式
の詳細を説明する。常用流量検出器33によつて常用調節
弁37の通過流量を測定し、カスケード設定形の常用流量
調節計44にフィードバツク信号として伝達する。常用水
位検出器31でドレンタンク７の水位を検出し、常用水位
調節計41に伝達して比例＋積分演算を行つた後、前記常
用流量調節計44に流量設定信号として伝達する。常用流
量調節計44で比例＋積分演算を行つた後、常用調節弁37
に伝達し、常用水位調節計41の出力信号すなわち常用流
量調節計44の設定流量となるようにドレン流量を加減す
ることによつてドレンタンク７の水位を規定値に自動制
御する。発電機６の負荷が安定している通常運転の場合
は湿分分離器４の内部圧力及び分離ドレン流量は一定で
ある為、ドレンタンク７の水位、及び常用調節弁37の開
度、並びに常用流量検出器33の通過流量は一定となつて
いるが、例えば、記載していないタービンバイパス弁の
全開テスト等によつて高圧タービン２及び低圧タービン
５の蒸気流入量が減少してタービン負荷が急減少すると
湿分分離器４の圧力が急減少し、常用調節弁37の入口圧
力が急低下する為、調節弁37を通過するドレン流量も減
少するが、この流量減少状況を常用流量検出器33で速や
かに検出して常用流量調節計44に伝達する。負荷急減少
開始直後のドレンタンク７の水位は常用水位にある為、
常用水位調節計41の出力信号に変化はなく、従つて常用
流量調節計44の設定流量は一定のままとなり、フィード
バツク信号の常用流量検出器33の信号との間に偏差が発
生する。常用流量調節計44は比例＋積分動作によつて出
力信号を変化させ、常用調節弁37を制御して、速やかに
常用流量検出器33の通過流量を負荷急減少直前の流量迄
回復させる結果ドレンタンク７への流入ドレン流量と検
出ドレン流量とがバランスしてドレンタンク７の水位上
昇はほとんど生じることは無く、従つて非常用調節弁38
によるバツクアツプを受けることなく規定水位に制御す
ることができる。負荷急減少から20〜40秒経過後にはド
レンタンク７への流入ドレン流量が急減少する為、流出
ドレン流量との間にアンバランスが生じてドレンタンク
７の水位は低下するが、常用水位検出器31が水位変化状
況を検出して、常用水位調節計41に伝達し、比例＋積分
制御演算によつて出力信号を変え、常用流量調節計44の
設定流量を下げる。常用流量調節計44は比例＋積分動作
によつて出力信号を変化させ、常用調節弁37の開度を減
少させる為流出ドレン流量が減少しドレンタンク７への
流入ドレン流量と流出ドレン流量とがバランスしてドレ
ンタンク７の水位低下はほとんど生じることが無い。
ドレンタンク７が空になると湿分分離器４の蒸気が給水
加熱器９に流出し、低圧タービン５に送られる蒸気流量
が減少する為に低圧タービン５の出力が低下するという
問題があり、反対にドレンタンク７の水位が上昇してド
レンタンク７が満水すると湿分分離器４で分離したドレ
ンはドレンタンク７に落下することができない為に蒸気
配管3bを通つて低圧タービン５に流入し、低圧タービン
５の動翼に損傷を与える恐れがある為に記載していない
タービン保護制御装置によつて高圧タービン２及び低圧
タービン５を自動的に停止させるようになつている。こ
の為にドレンタンク７の水位が常に規定値になるよう
に、通常運転中は常用水位検出器31と常用水位調節計41
と常用流量検出器33と常用流量調節計44と常用調節弁37
とによつて制御する。万一常用調節弁37が全閉となるか
又は何らかの事情で水位が異常に上昇した場合において
もドレンタンク７が満水してタービンが自動停止に至る
ことがないよう非常用水位検出器32と非常用水位調節計
51と非常用流量検出器53と非常用調節弁38とによつてバ
ツクアツプ制御を行い、ドレンタンク７の水位が非常用
水位調節計51の設定水位を越えないように制御する。本
例における常用流量検出器33と非常用流量検出器53と
は、超音波式流量計を採用しているが、オリフイス又は
ベンチユリー管もしくはピトー管等によつて差圧を検出
し流量を測定する方式、又は電磁流量計による方法等も
採用可能である。第２図によつて常用制御系の制御方式
の詳細を説明する。常用流量検出器33によつて常用調節
弁37の通過流量を測定し、カスケード設定形の常用流量
調節計44にフィードバツク信号として伝達する。常用水
位検出器31でドレンタンク７の水位を検出し、常用水位
調節計41に伝達して比例＋積分演算を行つた後、前記常
用流量調節計44に流量設定信号として伝達する。常用流
量調節計44で比例＋積分演算を行つた後、常用調節弁37
に伝達し、常用水位調節計41の出力信号すなわち常用流
量調節計44の設定流量となるようにドレン流量を加減す
ることによつてドレンタンク７の水位を規定値に自動制
御する。発電機６の負荷が安定している通常運転の場合
は湿分分離器４の内部圧力及び分離ドレン流量は一定で
ある為、ドレンタンク７の水位、及び常用調節弁37の開
度、並びに常用流量検出器33の通過流量は一定となつて
いるが、例えば、記載していないタービンバイパス弁の
全開テスト等によつて高圧タービン２及び低圧タービン
５の蒸気流入量が減少してタービン負荷が急減少すると
湿分分離器４の圧力が急減少し、常用調節弁37の入口圧
力が急低下する為、調節弁37を通過するドレン流量も減
少するが、この流量減少状況を常用流量検出器33で速や
かに検出して常用流量調節計44に伝達する。負荷急減少
開始直後のドレンタンク７の水位は常用水位にある為、
常用水位調節計41の出力信号に変化はなく、従つて常用
流量調節計44の設定流量は一定のままとなり、フィード
バツク信号の常用流量検出器33の信号との間に偏差が発
生する。常用流量調節計44は比例＋積分動作によつて出
力信号を変化させ、常用調節弁37を制御して、速やかに
常用流量検出器33の通過流量を負荷急減少直前の流量迄
回復させる結果ドレンタンク７への流入ドレン流量と検
出ドレン流量とがバランスしてドレンタンク７の水位上
昇はほとんど生じることは無く、従つて非常用調節弁38
によるバツクアツプを受けることなく規定水位に制御す
ることができる。負荷急減少から20〜40秒経過後にはド
レンタンク７への流入ドレン流量が急減少する為、流出
ドレン流量との間にアンバランスが生じてドレンタンク
７の水位は低下するが、常用水位検出器31が水位変化状
況を検出して、常用水位調節計41に伝達し、比例＋積分
制御演算によつて出力信号を変え、常用流量調節計44の
設定流量を下げる。常用流量調節計44は比例＋積分動作
によつて出力信号を変化させ、常用調節弁37の開度を減
少させる為流出ドレン流量が減少しドレンタンク７への
流入ドレン流量と流出ドレン流量とがバランスしてドレ
ンタンク７の水位低下はほとんど生じることが無い。
発電機６の負荷が安定している通常運転の後、記載し
ていない給電系統の要因やその他の事情で負荷が急増し
た場合においては常用調節弁37の通過流量は急増するが
流量の変化状況を常用流量検出器33で検出して常用流量
調節計44に伝える。負荷急増直後のドレンタンク７の水
位は規定水位にある為、常用水位調節計41の出力信号す
なわち常用流量調節計44の設定流量は変化なく、従つて
常用流量調節計44のフィードバツク信号のみが変化し流
量増加となる為、常用流量調節計44は比例＋積分動作に
よつて出力を変え、常用流量調節弁37の開度を減少させ
ることによつて流出ドレン流量を負荷急増直前の流量に
まで復帰させる為、ドレンタンク７への流入ドレン流量
と流出ドレン流量とがバランスし、ドレンタンク７の水
位低下はほとんど生じることがなく、従つて過剰に常用
調節弁37の開度を減少させない。更に、負荷急増から20
〜40秒後にドレンタンク７への流入ドレン流量が急増す
る為、流出ドレン流量との間にアンバランスが生じ、ド
レンタンク水位は上昇するが、常用水位検出器31と常用
水位調節計41とが応答し、常用流量調節計44の目標流量
を増して常用調節弁37の開度を増加させる結果水位上昇
もほとんどなく安定した水位制御を行うことができる。
ていない給電系統の要因やその他の事情で負荷が急増し
た場合においては常用調節弁37の通過流量は急増するが
流量の変化状況を常用流量検出器33で検出して常用流量
調節計44に伝える。負荷急増直後のドレンタンク７の水
位は規定水位にある為、常用水位調節計41の出力信号す
なわち常用流量調節計44の設定流量は変化なく、従つて
常用流量調節計44のフィードバツク信号のみが変化し流
量増加となる為、常用流量調節計44は比例＋積分動作に
よつて出力を変え、常用流量調節弁37の開度を減少させ
ることによつて流出ドレン流量を負荷急増直前の流量に
まで復帰させる為、ドレンタンク７への流入ドレン流量
と流出ドレン流量とがバランスし、ドレンタンク７の水
位低下はほとんど生じることがなく、従つて過剰に常用
調節弁37の開度を減少させない。更に、負荷急増から20
〜40秒後にドレンタンク７への流入ドレン流量が急増す
る為、流出ドレン流量との間にアンバランスが生じ、ド
レンタンク水位は上昇するが、常用水位検出器31と常用
水位調節計41とが応答し、常用流量調節計44の目標流量
を増して常用調節弁37の開度を増加させる結果水位上昇
もほとんどなく安定した水位制御を行うことができる。
以上は常用水位制御の制御状況について説明したが、
非常用水位検出器32と非常用水位調節計51、非常用流量
調節計52、非常用流量検出器53、非常用調節弁38によつ
て構成される非常用水位制御系によつても常用水位制御
系と同様の水位制御が行なわれる。但し、非常用制御系
のみで連続的に制御を継続する場合は、記載していない
強制閉止信号により常用調節弁37は全閉となる。
非常用水位検出器32と非常用水位調節計51、非常用流量
調節計52、非常用流量検出器53、非常用調節弁38によつ
て構成される非常用水位制御系によつても常用水位制御
系と同様の水位制御が行なわれる。但し、非常用制御系
のみで連続的に制御を継続する場合は、記載していない
強制閉止信号により常用調節弁37は全閉となる。
以上のようにドレン配管に設けた常用調節弁37を常用
水位に制御する常用水位制御系と非常用調節弁38を規定
水位を越えないように制御する非常用水位制御系とを独
立して設け、常用水位制御系で常用水位に制御し、非常
用水位制御系でバックアップ制御することにより規定水
位を越えないように制御することができる。
水位に制御する常用水位制御系と非常用調節弁38を規定
水位を越えないように制御する非常用水位制御系とを独
立して設け、常用水位制御系で常用水位に制御し、非常
用水位制御系でバックアップ制御することにより規定水
位を越えないように制御することができる。
また、常用水位制御系では、水位調節計41とカスケー
ド設定形の流量調節計44により比例＋積分演算によって
制御するから、湿分分離器４内圧力が常時微小振幅で脈
動を繰返しても流量調節計44の出力信号は影響を受けな
いため安定した常用水位制御ができる。非常用水位制御
系も常用水位制御系と同様にして制御するから、湿分分
離器４内圧力が常時微小振幅で脈動を繰返しても安定し
た非常用水位制御ができる。
ド設定形の流量調節計44により比例＋積分演算によって
制御するから、湿分分離器４内圧力が常時微小振幅で脈
動を繰返しても流量調節計44の出力信号は影響を受けな
いため安定した常用水位制御ができる。非常用水位制御
系も常用水位制御系と同様にして制御するから、湿分分
離器４内圧力が常時微小振幅で脈動を繰返しても安定し
た非常用水位制御ができる。
また、非常用水位調節計51の設定水位は常用水位調節
計41より高い水位に設定していて、かつ比例＋積分演算
の制御であるため、常用水位制御系と非常用水位制御系
とが干渉し合うこともなく、安定した水位制御ができ
る。
計41より高い水位に設定していて、かつ比例＋積分演算
の制御であるため、常用水位制御系と非常用水位制御系
とが干渉し合うこともなく、安定した水位制御ができ
る。
第３図及び第４図は前記と異なる実施例を示す配管及
び制御系統図である。ドレンタンク７よりの流出ドレン
流量測定の為に常用圧力発信器34で常用調節弁37の入口
圧力を検出し、常用温度検出器35で常用調節弁37の入口
温度を検出し、常用調節弁37の開度検出器37cで弁開度
を検出して常用流量演算器42に伝達し、第４図に示す演
算を行つて常用調節弁37の通過流量を求める。
び制御系統図である。ドレンタンク７よりの流出ドレン
流量測定の為に常用圧力発信器34で常用調節弁37の入口
圧力を検出し、常用温度検出器35で常用調節弁37の入口
温度を検出し、常用調節弁37の開度検出器37cで弁開度
を検出して常用流量演算器42に伝達し、第４図に示す演
算を行つて常用調節弁37の通過流量を求める。
常用流量演算器42で求めた流量信号を常用流量調節計
44に伝達し、以後は前記第１図，第２図によつて説明し
たと同じように制御方式によつてドレンタンクの水位を
安定制御するものである。
44に伝達し、以後は前記第１図，第２図によつて説明し
たと同じように制御方式によつてドレンタンクの水位を
安定制御するものである。
常用流量演算器42には常用調節弁37の開度検出器37c
の信号を入力し、これによつて常用調節弁37のCV値を計
算し、これをもとにドレン流量を求める為、誤差が大き
くなるが、ドレンタンク７の常用水位検出器31と常用水
位調節計41によつてフィードバツク制御される為、常用
流量演算器42の誤差は制御上まつたく支障とならない。
の信号を入力し、これによつて常用調節弁37のCV値を計
算し、これをもとにドレン流量を求める為、誤差が大き
くなるが、ドレンタンク７の常用水位検出器31と常用水
位調節計41によつてフィードバツク制御される為、常用
流量演算器42の誤差は制御上まつたく支障とならない。
第５図及び第６図は更に異なる実施例を示す配管図及
び制御系統図である。
び制御系統図である。
常用流量演算器42の入力信号として、常用圧力検出器
34の出力信号と、常用流量調節計44の出力信号との２入
力としたもので、第６図に示す演算によつて、流出ドレ
ン流量を求めるものである。本例におけるその他の制御
方式は第２図，第４図と同様である。
34の出力信号と、常用流量調節計44の出力信号との２入
力としたもので、第６図に示す演算によつて、流出ドレ
ン流量を求めるものである。本例におけるその他の制御
方式は第２図，第４図と同様である。
第７図及び第８図は更に異なる実施例を示す配管及び
制御系統図である。
制御系統図である。
原子炉１で発生した蒸気は高圧タービン２に導びか
れ、ここで仕事をして湿り蒸気となつて蒸気配管3aに排
出される。排出された湿り蒸気は湿分分離器再熱気60に
導びかれ、ドレンと蒸気とに分離される。ドレンは集水
路60aを経てドレンタンク７に流入し、常用調節弁37に
よつてドレンタンクの水位を制御している。一方、分離
された蒸気は第１段再熱器60dと第２段再熱器60cとによ
つて加熱されて過熱蒸気となり、蒸気配管3bを経て記載
していない低圧タービンに送られる。第１段再熱器には
高圧タービン２より蒸気を抽出し、蒸気配管3eを経て導
入しており、この蒸気は熱交換によつて凝縮し、飽和水
となつてドレン配管77aを経て第１段ドレンタンク70に
流入し一旦貯水される。第１段ドレンタンク70のドレン
は、ドレン配管77bと77cと常用流量検出器73と常用調節
弁74とを経て給水加熱器79に排出される。
れ、ここで仕事をして湿り蒸気となつて蒸気配管3aに排
出される。排出された湿り蒸気は湿分分離器再熱気60に
導びかれ、ドレンと蒸気とに分離される。ドレンは集水
路60aを経てドレンタンク７に流入し、常用調節弁37に
よつてドレンタンクの水位を制御している。一方、分離
された蒸気は第１段再熱器60dと第２段再熱器60cとによ
つて加熱されて過熱蒸気となり、蒸気配管3bを経て記載
していない低圧タービンに送られる。第１段再熱器には
高圧タービン２より蒸気を抽出し、蒸気配管3eを経て導
入しており、この蒸気は熱交換によつて凝縮し、飽和水
となつてドレン配管77aを経て第１段ドレンタンク70に
流入し一旦貯水される。第１段ドレンタンク70のドレン
は、ドレン配管77bと77cと常用流量検出器73と常用調節
弁74とを経て給水加熱器79に排出される。
第２段再熱器60cには原子炉１から蒸気配管3dを経て
蒸気が導入されており、熱交換によつて凝縮し、飽和水
となつてドレン配管87aを経て第２段ドレンタンク80に
流入し一旦貯水される。第１段ドレンタンク80のドレン
はドレン配管87bと87cと常用流量検出器83と常用調節弁
84とを経て給水加熱器78に排出される。
蒸気が導入されており、熱交換によつて凝縮し、飽和水
となつてドレン配管87aを経て第２段ドレンタンク80に
流入し一旦貯水される。第１段ドレンタンク80のドレン
はドレン配管87bと87cと常用流量検出器83と常用調節弁
84とを経て給水加熱器78に排出される。
湿分分離器60のドレンタンク７と第１段ドレンタンク
70と第２段ドレンタンク80とのいずれにも常用ドレン配
管系統と非常用ドレン配管系統があり、通常時は常用ド
レン配管によつて給水加熱器にドレンを排出し、非常時
には非常用ドレン配管を経て復水器に排出するようにな
つている。
70と第２段ドレンタンク80とのいずれにも常用ドレン配
管系統と非常用ドレン配管系統があり、通常時は常用ド
レン配管によつて給水加熱器にドレンを排出し、非常時
には非常用ドレン配管を経て復水器に排出するようにな
つている。
各ドレンタンクの水位制御系統を第８図に示すが本例
における制御方式は第２図に示す制御方式と同じであ
る。
における制御方式は第２図に示す制御方式と同じであ
る。
以上に詳述したごとく、本発明の水位制御装置を適用
すると、負荷自動追従運転中はもちろん主さい止弁、中
間さい止弁、タービンバイパス弁の動作テストにおいて
も、湿分分離器の内圧の変化に左右されることなく、排
出ドレン流量を目標流量に保つことができる為、湿分分
離器ドレンタンク水位を常に安定して制御することがで
きるという優れた実用的効果がある。
すると、負荷自動追従運転中はもちろん主さい止弁、中
間さい止弁、タービンバイパス弁の動作テストにおいて
も、湿分分離器の内圧の変化に左右されることなく、排
出ドレン流量を目標流量に保つことができる為、湿分分
離器ドレンタンク水位を常に安定して制御することがで
きるという優れた実用的効果がある。
第１図は本発明の水位制御装置の１実施例を備えた原子
力発電プラントの配管，制御系統図、第２図は上記実施
例における水位制御系統の詳細図である。第３図は上記
と異なる実施例の配管・制御系統図、第４図は上記実施
例の水位制御系統詳細図である。第５図は、更に異なる
実施例の配管・制御系統図、第６図は上記実施例の水位
制御系統詳細図である。第７図は、更に異なる実施例の
配管・制御系統図、第８図は上記実施例の水位制御系統
詳細図である。 １……原子炉、２……高圧タービン、3a,3b……蒸気配
管、４……湿分分離器、4a……波板、4b……集水路、５
……低圧タービン、６……発電機、７……ドレンタン
ク、8a,8b,8c,8d……ドレン配管、９……給水加熱器、1
0……復水器、11……給水ポンプ、12a,12b……給水配
管、31……常用水位検出器、32……非常用水位検出器、
33……常用流量検出器、34……常用圧力発信器、35……
常用温度検出器、37……常用調節弁、37a……調節弁、3
7b……ポジショナ、37c……開度検出器、38……非常用
調節弁、38a……調節弁、38b……ポジショナ、38c……
開度検出器、41……常用水位調節計、42……常用流量演
算器、44……常用流量調節計、51……非常用水位調節
計、52……非常用流量調節計、53……非常用流量検出
器、54……非常用流量演算器、55……非常用圧力検出
器、56……非常用温度検出器、60……湿分分離再熱器、
60a……集水路、60b……波板、60c……第２段再熱器、6
0d……第１段再熱器、70……第１段ドレンタンク、71…
…非常用水位検出器、91……非常用水位調節計、72……
常用水位検出器、92……常用水位調節計、73……常用流
量検出器、93……常用流量調節計、74……常用調節弁、
75……非常用流量検出器、95……非常用流量調節計、76
……非常用調節弁、77a〜77e……ドレン配管、78,79…
…給水加熱器、80……第２段ドレンタンク、81……非常
用水位検出器、82……常用水位検出器、83……常用流量
検出器、84……常用調節弁、85……非常用流量検出器、
86……非常用調節弁、87a〜87e……ドレン配管。
力発電プラントの配管，制御系統図、第２図は上記実施
例における水位制御系統の詳細図である。第３図は上記
と異なる実施例の配管・制御系統図、第４図は上記実施
例の水位制御系統詳細図である。第５図は、更に異なる
実施例の配管・制御系統図、第６図は上記実施例の水位
制御系統詳細図である。第７図は、更に異なる実施例の
配管・制御系統図、第８図は上記実施例の水位制御系統
詳細図である。 １……原子炉、２……高圧タービン、3a,3b……蒸気配
管、４……湿分分離器、4a……波板、4b……集水路、５
……低圧タービン、６……発電機、７……ドレンタン
ク、8a,8b,8c,8d……ドレン配管、９……給水加熱器、1
0……復水器、11……給水ポンプ、12a,12b……給水配
管、31……常用水位検出器、32……非常用水位検出器、
33……常用流量検出器、34……常用圧力発信器、35……
常用温度検出器、37……常用調節弁、37a……調節弁、3
7b……ポジショナ、37c……開度検出器、38……非常用
調節弁、38a……調節弁、38b……ポジショナ、38c……
開度検出器、41……常用水位調節計、42……常用流量演
算器、44……常用流量調節計、51……非常用水位調節
計、52……非常用流量調節計、53……非常用流量検出
器、54……非常用流量演算器、55……非常用圧力検出
器、56……非常用温度検出器、60……湿分分離再熱器、
60a……集水路、60b……波板、60c……第２段再熱器、6
0d……第１段再熱器、70……第１段ドレンタンク、71…
…非常用水位検出器、91……非常用水位調節計、72……
常用水位検出器、92……常用水位調節計、73……常用流
量検出器、93……常用流量調節計、74……常用調節弁、
75……非常用流量検出器、95……非常用流量調節計、76
……非常用調節弁、77a〜77e……ドレン配管、78,79…
…給水加熱器、80……第２段ドレンタンク、81……非常
用水位検出器、82……常用水位検出器、83……常用流量
検出器、84……常用調節弁、85……非常用流量検出器、
86……非常用調節弁、87a〜87e……ドレン配管。
Claims (2)
- 【請求項１】高圧タービンの排気および抽気の少なくと
も何れか一方を低圧タービンに導入する蒸気配管と、該
蒸気配管の途中に設けた湿分分離器と、該湿分分離器の
ドレンタンクと、該ドレンタンクに接続されたドレン配
管と、該ドレン配管に設けた常用及び非常用の調節弁と
を有する原子力発電プラントにおける上記湿分分離器の
ドレンタンク内の水位を所定値に保つための水位制御装
置において、上記湿分分離器のドレンタンクの水位の検
出信号に基づいて流量設定信号を出力する水位調節計
と、該水位調節計の出力信号に基づいて目標流量を設定
するとともに上記調節弁の通過流量をフィードバック信
号として目標流量になるように上記調節弁の流量制御を
するカスケード設定形の流量調節計とから成る、上記常
用調節弁を常用水位に制御する常用水位制御系と上記非
常用調節弁を規定水位を越えないように制御する非常用
水位制御系とを独立して設けたことを特徴とする水位制
御装置。 - 【請求項２】上記の湿分分離器は、湿分分離器再熱器を
含むものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の水位制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60081475A JP2651137B2 (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | 水位制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60081475A JP2651137B2 (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | 水位制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6246107A JPS6246107A (ja) | 1987-02-28 |
| JP2651137B2 true JP2651137B2 (ja) | 1997-09-10 |
Family
ID=13747427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60081475A Expired - Lifetime JP2651137B2 (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | 水位制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2651137B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009015260B4 (de) * | 2009-04-01 | 2013-02-14 | Areva Np Gmbh | Vorrichtung zur Phasenseparation eines Mehrphasen-Fluidstroms, Dampfturbinenanlage mit einer derartigen Vorrichtung und zugehöriges Betriebsverfahren |
| CN102419602B (zh) * | 2011-08-23 | 2013-09-25 | 国核电站运行服务技术有限公司 | 核电站主螺栓中心孔超声检测的水位控制方法 |
| CN114242284B (zh) * | 2021-12-17 | 2024-05-28 | 中国核动力研究设计院 | 一种核反应堆热工水力试验系统及调控方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58153008A (ja) * | 1982-03-05 | 1983-09-10 | 株式会社東芝 | 蒸気タ−ビン湿分分離器の水位制御装置 |
-
1985
- 1985-04-18 JP JP60081475A patent/JP2651137B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6246107A (ja) | 1987-02-28 |
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